專利名稱：鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼軌尺寸波動(dòng)控制方法，尤其是一種鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
采用萬(wàn)能生產(chǎn)線自動(dòng)控制生產(chǎn)的鋼軌，均存在對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)的問(wèn)題，即對(duì)稱尺寸偏差幅度較大。不同規(guī)格、材質(zhì)的鋼軌，其對(duì)稱波動(dòng)的長(zhǎng)度及偏差有所不同，但共同點(diǎn)是指向軋機(jī)方向的一端通常在長(zhǎng)度方向0 15米(與軌高對(duì)應(yīng))的“波動(dòng)段”內(nèi)存在對(duì)稱波動(dòng)幅度高于其它部位的問(wèn)題，而且差值達(dá)到0. 3 I. 2毫米，而軋制力在各機(jī)架上又相差不大，通過(guò)軋制力來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腁GC控制遠(yuǎn)不能消除“波動(dòng)段”內(nèi)的對(duì)稱異常波動(dòng)的問(wèn)題。但波動(dòng)段之后，鋼軌通長(zhǎng)的對(duì)稱尺寸隨著軋制狀態(tài)的穩(wěn)定而得到了精確的控制，對(duì)稱波動(dòng)幅度變小。對(duì)稱波動(dòng)控制是ー個(gè)世界性的難題，一般采取優(yōu)化孔型的辦法來(lái)解決，但效果均不理想，采取加大切頭段長(zhǎng)度的辦法來(lái)解決成本又太高。因此，高速重軌上線使用時(shí)均要對(duì)前述出現(xiàn)對(duì)稱異常波動(dòng)的“波動(dòng)段”進(jìn)行人工打磨，以使對(duì)稱滿足要求同時(shí)減少切頭損失。一般分析認(rèn)為，造成鋼軌對(duì)稱波動(dòng)的原因包括鋼軌的連軋張力、溫度波動(dòng)、進(jìn)鋼沖擊、AGC補(bǔ)償滯后、機(jī)械設(shè)備響應(yīng)速度慢等，此外，鋼軌的頭、腰、底三部分的延伸系數(shù)不一樣，按理論其連軋張カ應(yīng)不相同，但實(shí)際生產(chǎn)中只能取ー個(gè)最優(yōu)張カ值也是造成尺寸波動(dòng)的原因。此外，軋制過(guò)程中的孔型磨損導(dǎo)致的軋制變化也是ー個(gè)影響因素。
公開(kāi)日為2009年2月11日，公開(kāi)號(hào)為C1N101362153A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種軋機(jī)液壓AGC系統(tǒng)及其控制方法，整個(gè)系統(tǒng)以外環(huán)閉環(huán)和內(nèi)環(huán)單閉環(huán)兩者相結(jié)合的內(nèi)外環(huán)雙閉環(huán)方式連接而成，以測(cè)厚儀作為反饋元件，將測(cè)厚儀反饋值與厚度給定值的偏差信號(hào)先輸入到基于Xmith預(yù)估器功能的PID控制器再輸入到內(nèi)環(huán)單閉環(huán)中的PID控制器；將位置傳感器、壓カ傳感器、張カ傳感器和測(cè)速儀反饋值的偏差信號(hào)輸入到PID控制器；PID 控制器將這些信號(hào)由控制模塊進(jìn)行處理，使用觸摸屏HMI設(shè)置和顯示系統(tǒng)各參數(shù)，操作和監(jiān)控各步驟，本發(fā)明引入基于Xmith預(yù)估器功能的PID控制的策略，測(cè)厚儀的反饋?lái)憫?yīng)速度快，顯著提高了系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性，安裝和調(diào)試簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行可靠。”該專利申請(qǐng)必須要利用測(cè)厚儀來(lái)取得已通過(guò)軋制的板材厚度偏差來(lái)修正后續(xù)的軋制厚度，是依據(jù)測(cè)量在線軋件的參數(shù)來(lái)修正，其修正本身就具有一定的滯后性，尤其是剛開(kāi)始軋制的一段板材根本沒(méi)有任何數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行修正，因此剛開(kāi)始軋制的一段板材其厚度誤差就較大；其最終參數(shù)的執(zhí)行是通過(guò)L2級(jí)的輸入實(shí)現(xiàn)；并且由于該專利是專用于板材，板材的板形控制主要與壓下量(輥縫)和輥形曲線兩大因素有關(guān)，板厚精度決定了其補(bǔ)償值很??；而鋼軌斷面形狀復(fù)雜，除輥形因素和輥縫大小因素外，頭、腰、底各部分延伸變形也有著相互影響，由此，不能直接將該方法運(yùn)用到具有復(fù)雜截面的鋼軌的尺寸波動(dòng)控制，而要根據(jù)自然規(guī)律，去探索適合于鋼軌復(fù)雜斷面形狀的補(bǔ)償控制方法。
公開(kāi)日為2006年8月23日，公開(kāi)號(hào)為C1N1820864A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了ー種串列軋機(jī)的板厚控制方法，在串列軋機(jī)的任一個(gè)支架中，在被壓延材料的前端到達(dá)下游側(cè)的支架或卷繞裝置時(shí)，對(duì)因在該支架出側(cè)張カ發(fā)生引起的該支架的壓延負(fù)荷變化及出側(cè)板厚變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，井根據(jù)這些預(yù)測(cè)值將該支架的軋輥間隙與所述出側(cè)張カ的發(fā)生時(shí)間配合地進(jìn)行操作，以抵消出側(cè)板厚的變化，能將因下一支架咬入時(shí)的出側(cè)張カ的發(fā)生及因前支架尾端脫出時(shí)的入側(cè)張カ的消失引起的板厚變化抑制成極小。該專利申請(qǐng)同樣是適用于板材的板厚控制方法，也是依據(jù)測(cè)量在線軋件的參數(shù)來(lái)修正，其修正仍然具有一定的滯后性，補(bǔ)償值也很小，最終參數(shù)的執(zhí)行也是通過(guò)L2級(jí)的輸入實(shí)現(xiàn)。注在軋制控制中，LI級(jí)是指直接對(duì)獨(dú)立設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行操作控制的系統(tǒng)；L2級(jí)是指各設(shè)備間控制系統(tǒng)，主要是人工控制軋件エ藝參數(shù)及物流的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)控制精度的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法。本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題的思路是，立足于ー個(gè)更為宏觀的角度，將同一規(guī)格產(chǎn)品的先后軋制過(guò)程納入同一大系統(tǒng)，將在先的正常軋制結(jié)果作為反饋信號(hào)輸入在后的軋制過(guò)程中進(jìn)行控制。具體地是，根據(jù)在先軋制成品的實(shí)測(cè)結(jié)果，找出鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)異常波動(dòng)的波動(dòng)段位置及其波動(dòng)幅度，在正常軋制控制方法下直接采用LI級(jí)輸入進(jìn)行針對(duì)性地調(diào)節(jié)，使得波動(dòng)段內(nèi)對(duì)稱波動(dòng)幅度減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)波動(dòng)段的軋制控制，達(dá)到鋼軌通長(zhǎng)的對(duì)稱波動(dòng)幅度減小、提高對(duì)稱通長(zhǎng)控制精度的控制目標(biāo)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，包括以下步驟I、根據(jù)常規(guī)軋制生產(chǎn)獲取需軋制鋼軌在正常軋制情況下的對(duì)稱f的檢測(cè)曲線，得出對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I和在分布長(zhǎng)度I上對(duì)稱f 波動(dòng)的平均偏差 q，對(duì)稱f = F1-F2，式中，F(xiàn)l為鋼軌上腿長(zhǎng)度，F(xiàn)2為鋼軌下腿長(zhǎng)度；II、以萬(wàn)能軋機(jī)的可串動(dòng)輥為補(bǔ)償輥，根據(jù)對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q確定與補(bǔ)償輥的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q ;III、根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q選擇n個(gè)道次作為補(bǔ)償?shù)来?，將軋輥串?dòng)補(bǔ)償值Q分配至各補(bǔ)償?shù)来?，n為補(bǔ)償?shù)来蔚臄?shù)量，n為正整數(shù)，Ql+……+Qn = Q，并且，越靠近成品孔道次，單個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊涎a(bǔ)償輥的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量Qn的絕對(duì)值IQnI越??；IV、根據(jù)對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I確定出需補(bǔ)償長(zhǎng)度L ；V、在軋制鋼軌時(shí)，在鋼軌需補(bǔ)償長(zhǎng)度L上根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q確定補(bǔ)償輥的串動(dòng)值X = x+Qn，其中X為正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值；當(dāng)達(dá)到需補(bǔ)償長(zhǎng)度L后，所述補(bǔ)償輥的串動(dòng)值X回復(fù)到正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值X。更具體的是，在步驟II中，軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q采用下式確定軋棍串動(dòng)補(bǔ)償值Q = qXb + cl,式中，Q——軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值，直接影響鋼軌上腿或下腿的厚度，單位mm ； q——在分布長(zhǎng)度I上對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差，簡(jiǎn)稱對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差，單位mm ；b——熱收縮系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，b G [1.012，I.014]；Cl——展寬系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，Cl G
；更具體的是，在步驟III中，當(dāng)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q滿足IQl > 3. 5mm時(shí)，則將軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q分配在至少兩個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊?，使得單個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊系能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量Qn滿足
Qn I ^ 3. 5mm,當(dāng)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q滿足I Q | < 3. 5mm時(shí)，則只在一個(gè)軋制道次上完成軋輥串動(dòng)的補(bǔ)償。更具體的是，在步驟IV中，需補(bǔ)償長(zhǎng)度L按照下式進(jìn)行確定，L= 1 + aXb，式中L——待軋制鋼軌實(shí)際需補(bǔ)償長(zhǎng)度，單位m ；I——正常軋制時(shí)對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度，簡(jiǎn)稱分布長(zhǎng)度，單位m ；a——延伸系數(shù)，與鋼軌軋制過(guò)程中各道次的變形量有夫，設(shè)補(bǔ)償?shù)来螢橛砷_(kāi)坯指向成品孔的倒數(shù)第j道次，則a = al Xa2Xa3X…Xaj，式中，aj為倒數(shù)第j道次的延伸系數(shù)，為根據(jù)軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)；b——熱收縮系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，b G [1.012，
1.014]。進(jìn)ー步的是，在步驟V后進(jìn)行以下步驟VI :檢測(cè)成品鋼軌補(bǔ)償段至正常軋制段之間過(guò)渡區(qū)域?qū)ΨQf的突變情況。所述的分布長(zhǎng)度I和需補(bǔ)償長(zhǎng)度L均從鋼軌指向軋機(jī)的端頭開(kāi)始連續(xù)計(jì)算。進(jìn)ー步的是，需補(bǔ)償長(zhǎng)度L彡2m。更具體的是，對(duì)軋件各部位軋制カ進(jìn)行AGC控制。本發(fā)明的有益效果是在鋼軌軋制的自動(dòng)控制程序中，根據(jù)在先軋制產(chǎn)品對(duì)稱波動(dòng)情況，以萬(wàn)能軋機(jī)的可串動(dòng)輥為補(bǔ)償棍，確定相應(yīng)的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值、補(bǔ)償?shù)来魏洼伩p補(bǔ)償值分配至各個(gè)補(bǔ)償?shù)来蔚能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量，根據(jù)對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度確定需補(bǔ)償長(zhǎng)度，進(jìn)而在鋼軌需補(bǔ)償長(zhǎng)度上依據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量對(duì)補(bǔ)償輥的軋輥串動(dòng)值進(jìn)行調(diào)整，從而有效控制了鋼軌波動(dòng)段的對(duì)稱波動(dòng)，使得整個(gè)鋼軌產(chǎn)品的對(duì)稱通長(zhǎng)偏差減少，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；在軋制后還可以監(jiān)測(cè)成品對(duì)稱是否出現(xiàn)突變點(diǎn)，從而檢測(cè)鋼軌產(chǎn)品的對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)是否合格。


圖I是本發(fā)明應(yīng)用于軋制控制時(shí)的流程圖。圖2是鋼軌斷面的示意圖。圖3是實(shí)施例及對(duì)比例的軋機(jī)布置エ藝圖。圖4是圖3中第二軋邊機(jī)E2上鋼軌軋制示意圖。圖5是圖3中萬(wàn)能軋機(jī)UF上鋼軌軋制示意圖。圖6是應(yīng)用本發(fā)明及常規(guī)軋制方法生產(chǎn)的對(duì)稱波動(dòng)對(duì)比圖表。圖6中，橫坐標(biāo)為指向軋機(jī)方向的鋼軌軋制長(zhǎng)度，單位m ;縱坐標(biāo)為對(duì)稱f，即上下腿對(duì)稱差值，単位mm。圖中零部件、部位及編號(hào)底寬F、上腿長(zhǎng)度F1、下腿長(zhǎng)度F2、頭厚d、腰厚W、軌底厚度t、軌高H ;開(kāi)坯機(jī)BD1、開(kāi)坯機(jī)BD2、萬(wàn)能軋機(jī)U1、第一軋邊機(jī)E1、萬(wàn)能軋機(jī)U2、第二軋邊機(jī)E2、萬(wàn)能軋機(jī)UF ;鋼軌軋件I、頭部立輥2、底部立輥3、下水平輥4、上水平輥5、軋邊機(jī)下水平輥6、軋邊機(jī)上水平輥7。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。聲明，為敘述簡(jiǎn)要，在本說(shuō)明書(shū)中，“對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度 I”與“分布長(zhǎng)度I”具有同一含義，“在分布長(zhǎng)度I上對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q”與“對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q”具有同一含義。道次指軋制道次，倒數(shù)第I個(gè)道次為成品孔道次。如圖I 圖6所示，本發(fā)明的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法包括以下步驟I、根據(jù)常規(guī)軋制生產(chǎn)獲取需軋制鋼軌在正常軋制情況下的對(duì)稱f的檢測(cè)曲線，得出對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I和在分布長(zhǎng)度I上對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q， 對(duì)稱f = F1-F2，式中，F(xiàn)l為鋼軌上腿長(zhǎng)度，F(xiàn)2為鋼軌下腿長(zhǎng)度。II、以萬(wàn)能軋機(jī)的可串動(dòng)輥為補(bǔ)償輥，根據(jù)對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q確定與補(bǔ)償輥的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q，軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q可根據(jù)對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q利用經(jīng)驗(yàn)公式推算得出，也可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的規(guī)律得出，根據(jù)不同生產(chǎn)條件，可以通過(guò)有限試驗(yàn)得到最佳的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q。III、從圖5可以看出，鋼軌軋件I是經(jīng)由多臺(tái)軋機(jī)、多個(gè)軋制道次連續(xù)軋制成型， 因此，補(bǔ)償也可以在多個(gè)道次上共同完成以萬(wàn)能軋機(jī)的可串動(dòng)輥為補(bǔ)償棍，根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q選擇n個(gè)補(bǔ)償?shù)来?，將軋輥串?dòng)補(bǔ)償值Q分配至各補(bǔ)償?shù)来?，n為補(bǔ)償?shù)来蔚臄?shù)量， n為正整數(shù)，Ql+……+Qn = Q，并且，越靠近成品孔道次，單個(gè)補(bǔ)償?shù)来蔚难a(bǔ)償輥被分配的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量Qn的絕對(duì)值|Qn|越小。需要說(shuō)明的是Q及Qn的正負(fù)應(yīng)根據(jù)常規(guī)軋制エ藝模型中確定的方向和軋輥串動(dòng)補(bǔ)償公式來(lái)確定，對(duì)此，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)疊加的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量應(yīng)使得相應(yīng)腿厚變大還是變小來(lái)進(jìn)行判斷。設(shè)萬(wàn)能軋機(jī)的下水平輥為可串動(dòng)輥，常規(guī)軋制エ藝模型中的正常串動(dòng)值X是以向腿側(cè)串動(dòng)為正，軋輥串動(dòng)補(bǔ)償公式是補(bǔ)償輥的串動(dòng)值X = x+Qn，其中X為正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值，若q>0，說(shuō)明通常上腿長(zhǎng)度Fl >下腿長(zhǎng)度F2，要減小對(duì)稱偏差需要減小下腿的腿厚，以增加下腿長(zhǎng)度F2，則下腿應(yīng)疊加向腿側(cè)的串動(dòng)以完成串動(dòng)補(bǔ)償， 則Q及Qn應(yīng)為正，反之，若q < 0，說(shuō)明通常上腿長(zhǎng)度Fl <下腿長(zhǎng)度F2，要減小對(duì)稱偏差需要増加下腿的腿厚，以減小下腿長(zhǎng)度F2，則下腿應(yīng)疊加向頭側(cè)的串動(dòng)完成串動(dòng)補(bǔ)償，則Q及 Qn應(yīng)為負(fù)。IV、根據(jù)對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I確定出需補(bǔ)償長(zhǎng)度L，根據(jù)軋制的客觀規(guī)律，需補(bǔ)償長(zhǎng)度L與分布長(zhǎng)度I存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，需補(bǔ)償長(zhǎng)度L可根據(jù)分布長(zhǎng)度I利用經(jīng)驗(yàn)公式推算得出，也可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的規(guī)律得出。V、在軋制鋼軌時(shí)，在鋼軌需補(bǔ)償長(zhǎng)度L上根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q確定補(bǔ)償軋機(jī)上相應(yīng)軋輥的串動(dòng)值X = x+Qn，其中X為正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值；當(dāng)達(dá)到需補(bǔ)償長(zhǎng)度L后， 補(bǔ)償軋機(jī)上相應(yīng)軋輥的串動(dòng)值X回復(fù)到正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值X，即只在需補(bǔ)償長(zhǎng)度L上依據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量Qn實(shí)時(shí)修正相應(yīng)軋機(jī)的正常串動(dòng)值X。正常軋制一般是采用軋制カ自動(dòng)控制系統(tǒng)AGC，利用AGC可以檢測(cè)已經(jīng)軋制的前端鋼軌的軋制力，利用檢測(cè)出的偏差數(shù)據(jù)修正輥縫從而減少偏差，由于AGC實(shí)際上是通過(guò)前端的偏差來(lái)修正后端的鋼軌，因此其修正是有滯后性，因此，對(duì)于剛開(kāi)始軋制的一段鋼軌或者軋制應(yīng)カ變化較大的一段鋼軌，其修正就無(wú)法實(shí)行，但由于在常規(guī)軋制控制中突變段只有長(zhǎng)度為I的一段鋼軌，因此軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q僅用于波動(dòng)段的軋制控制，在軋制完需補(bǔ)償長(zhǎng)度L后，就可回復(fù)到正常的AGC控制。本發(fā)明的方法是配合現(xiàn)有的常規(guī)軋制控制方法來(lái)使用的，是利用已知的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)換算來(lái)補(bǔ)償補(bǔ)償輥的串動(dòng)值，并且僅在需補(bǔ)償長(zhǎng)度L上進(jìn)行補(bǔ)償，目的在于修正常規(guī)軋制控制的盲區(qū)和軋制カ突變區(qū)，從而控制鋼軌的對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)在平穩(wěn)的范圍內(nèi)，使得整條鋼軌在長(zhǎng)度方向上均具有較小的對(duì)稱偏差，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。試驗(yàn)證明，采用本發(fā)明的方法能夠很好地控制鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)，解決了人們長(zhǎng)期以來(lái)一直想解決而又未能解決的問(wèn)題， 而且還無(wú)需采用額外的設(shè)備。但需注意的是，鋼軌軋件I具有較為復(fù)雜的斷面，與普通板材不同，為了成型復(fù)雜的斷面必須要使用多臺(tái)軋機(jī)組成生產(chǎn)線以依次軋制鋼軌軋件I的各個(gè)部位，并且根據(jù)金屬變形的規(guī)律，對(duì)某一部尺寸的改變必然影響到其它部位，例如，下腿的長(zhǎng)度F2變化必然導(dǎo)致底寬F的變化。因此，鋼軌軋制成型控制時(shí)要顧及斷面各個(gè)部位之間的相互影響，亦即在進(jìn)行對(duì)稱調(diào)整時(shí)適當(dāng)考慮該調(diào)整對(duì)其余斷面尺寸的影響，盡量避免因該調(diào)整導(dǎo)致其余尺寸產(chǎn)生大幅波動(dòng)而超標(biāo)。根據(jù)生產(chǎn)線的不同和軋制品種的不同，軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q與對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差 q的對(duì)應(yīng)關(guān)系可能有所不同，但都應(yīng)考慮截面延伸變形規(guī)律及軋后熱收縮對(duì)軋制的影響，在確定需補(bǔ)償長(zhǎng)度L時(shí)也同樣要考慮這些影響。根據(jù)申請(qǐng)人長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)明人給出以下推薦的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q計(jì)算公式。具體的，如圖2、圖4及圖5所示，在步驟II中，軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q采用下式確定軋棍串動(dòng)補(bǔ)償值Q = qXb + cl,式中，Q——軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值，直接影響鋼軌上腿或下腿的厚度，單位mm ；q——在分布長(zhǎng)度I上對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差，簡(jiǎn)稱對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差，單位mm ；b——熱收縮系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，b G [1.012， I. 014]；Cl——展寬系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，cl G
。對(duì)稱f的調(diào)整與其余的尺寸如底寬F或腰厚W的調(diào)整不同，其只能依靠調(diào)節(jié)上腿或下腿的腿厚進(jìn)行間接調(diào)整，因此，其補(bǔ)償部位是確定的，只是根據(jù)調(diào)整量的大小確定是在一個(gè)軋制道次上調(diào)整還是在至少兩個(gè)軋制道次上調(diào)整。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋼軌対稱的波動(dòng)幅度一般在Imm以內(nèi)，最大波動(dòng)幅度不會(huì)超過(guò)
1.5_。同一軋制道次上當(dāng)其軋棍串動(dòng)補(bǔ)償量大于3. 5mm時(shí),會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償精度大于0. Imm的情況，同時(shí)軋機(jī)的液壓系統(tǒng)會(huì)因快速變化而出現(xiàn)軋機(jī)壓下系統(tǒng)輕微抖動(dòng)現(xiàn)象，補(bǔ)償后的規(guī)格尺寸容易出現(xiàn)明顯的突變點(diǎn)。為進(jìn)一歩改善補(bǔ)償效果，當(dāng)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q滿足IQl > 3. 5mm吋，則將軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q分配在至少兩個(gè)軋制道次上，使得單個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊系能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量Qn滿足Qn≤3. 5mm，式中，n為補(bǔ)償軋機(jī)的數(shù)量，n為正整數(shù)，Ql+……+Qn =Q，以此逐漸地補(bǔ)償鋼軌軋件I的對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)，并且越靠近成品孔道次的補(bǔ)償?shù)来危浔环峙涞能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量Qn的絕對(duì)值IQnI越小，這就使得鋼軌軋件受到的補(bǔ)償是逐漸減少的，其受到的軋制カ也逐步變化到平穩(wěn)狀態(tài)，因此最后的成品鋼軌的精度就更高，質(zhì)量更好；當(dāng)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q滿足IQl彡3. 5_時(shí)，其補(bǔ)償值較小，則只在一個(gè)軋制道次上完成軋輥串動(dòng)的補(bǔ)償，即n = 1，Q = Q1，亦即此時(shí)一般僅選擇萬(wàn)能終軋機(jī)作為補(bǔ)償軋機(jī)，成品孔道次作為補(bǔ)償?shù)来危瑴p少需調(diào)整的軋機(jī)數(shù)量。顯然地，Q1、Q2、……、Qn—般應(yīng)同正或同負(fù)。根據(jù)申請(qǐng)人長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)明人給出以下推薦的需補(bǔ)償長(zhǎng)度計(jì)算公式，在步驟IV中，需補(bǔ)償長(zhǎng)度L按照下式進(jìn)行確定，L = 1 + aXb,式中L——待軋制鋼軌實(shí)際需補(bǔ)償長(zhǎng)度，單位m ；I——正常軋制時(shí)對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度，簡(jiǎn)稱分布長(zhǎng)度，單位m ；a——伸系數(shù)，與鋼軌軋制過(guò)程中各道次的變形量有夫，設(shè)補(bǔ)償?shù)来螢橛砷_(kāi)坯指向成品孔的倒數(shù)第j道次，則a = alXa2Xa3X…Xaj,式中，aj為倒數(shù)第j道次的延伸系數(shù)，為根據(jù)軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)；b——熱收縮系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，b G [1.012，
I.014]。依據(jù)上式計(jì)算出的需補(bǔ)償長(zhǎng)度L還可以進(jìn)ー步根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，以達(dá)到最佳。為了檢測(cè)控制效果，在步驟V后進(jìn)行以下步驟VI、檢測(cè)成品鋼軌補(bǔ)償段至正常軋制段之間過(guò)渡區(qū)域?qū)ΨQf的突變情況，利用對(duì)成品鋼軌的檢測(cè)來(lái)考察過(guò)渡區(qū)域是否存在規(guī)格突變點(diǎn)，實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)品質(zhì)量，以便還可以進(jìn)一歩根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)控制進(jìn)行修正，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。如前所述，波動(dòng)劇烈的位置通常是鋼軌軋件的開(kāi)始段，因?yàn)榇藭r(shí)常規(guī)軋制控制系統(tǒng)還不能起到很好的調(diào)節(jié)作用，軋制カ突變以及AGC的控制盲區(qū)均位于鋼軌開(kāi)始軋制的部位，即分布長(zhǎng)度I通常只有連續(xù)的一段。因此，為簡(jiǎn)化控制，所述的分布長(zhǎng)度I和需補(bǔ)償長(zhǎng)度L均從鋼軌指向軋機(jī)的端頭開(kāi)始連續(xù)計(jì)算，在進(jìn)行偏差補(bǔ)償時(shí)，也可僅考慮這一部位，其它部位的偏差可通過(guò)常規(guī)軋制控制模式來(lái)修正，其補(bǔ)償控制流程可參見(jiàn)圖I所示。從理論來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的控制方法起作用只與軋機(jī)的液壓響應(yīng)速度有夫，但實(shí)際上， 如果對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I本身很短，則應(yīng)用本發(fā)明方法的效果并不明顯，為此，推薦在步驟IV中，需補(bǔ)償長(zhǎng)度L ^ 2m。此外，優(yōu)選的常規(guī)軋制控制方法是對(duì)軋件各部位軋制カ進(jìn)行AGC控制。實(shí)施例如圖3、圖4、圖5和圖6所示，以軋制60kg/mU75V鋼軌為例，軋機(jī)布置エ藝圖參見(jiàn)圖3，60kg/mU75V鋼軌采用七機(jī)架生產(chǎn)鋼軌，開(kāi)坯機(jī)組為兩個(gè)機(jī)架，分別為開(kāi)坯機(jī)BD1、開(kāi)坯機(jī)BD2，萬(wàn)能機(jī)組為五機(jī)架，三架萬(wàn)能，分別為萬(wàn)能軋機(jī)U1、萬(wàn)能軋機(jī)U2和萬(wàn)能軋機(jī)UF，ニ架軋邊，分別為第一軋邊機(jī)E1、第二軋邊機(jī)E2，萬(wàn)能軋機(jī)上，上水平輥2為壓下調(diào)整輥，下水平輥3為可串動(dòng)輥，軋制鋼軌時(shí)，萬(wàn)能軋機(jī)UF、第二軋邊機(jī)E2、萬(wàn)能軋機(jī)U2各軋制I道次，而第一軋邊機(jī)El軋2道次、萬(wàn)能軋機(jī)Ul軋3道次，常規(guī)軋制エ藝模型中的正常串動(dòng)值X是以向腿側(cè)串動(dòng)為正，用以下步驟進(jìn)行對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制。I、根據(jù)正常軋制的情況，分析60kg/mU75V在正常軋制情況下的對(duì)稱f的檢測(cè)曲線，該曲線如圖6所示，根據(jù)曲線得出對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I = 15m, 對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q = 2. 63mm > 0,且始終是上腿長(zhǎng)度Fl >下腿長(zhǎng)度F2。II、以萬(wàn)能軋機(jī)的可串動(dòng)輥為補(bǔ)償輥，根據(jù)正常軋制エ藝，精軋機(jī)下腿展寬系數(shù)Cl =0. 4，下水平輥3的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q = qXb + cl = 2. 63X1. 013 + 0. 4 = 6. 66 (mm)，且 |Q| > 3. 5mm。III、根據(jù)軋機(jī)機(jī)架的布置形式，萬(wàn)能軋機(jī)U2后為精軋機(jī)UF，由于軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值 Ql > 3. 5mm,因此將補(bǔ)償量分配在兩個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊?，即n = 2，由于軋邊機(jī)不能調(diào)節(jié)對(duì)稱，
選擇以萬(wàn)能軋機(jī)U2、萬(wàn)能軋機(jī)UF為補(bǔ)償軋機(jī)，由于UF為精軋機(jī)，因此U2軋機(jī)的補(bǔ)償值分配為3. 5mm, UF軋機(jī)的補(bǔ)償值分配為3. 16mm,即U2軋機(jī)的補(bǔ)償?shù)来紊系能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量Ql =3. 5mm, UF軋機(jī)的補(bǔ)償?shù)来紊系能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量Q2 = 3. 16mm。IV、考慮萬(wàn)能軋機(jī)UF上成品孔的延伸系數(shù)al = I. 15，在E2上的延伸系數(shù)a2 = 1.016，在似上的延伸系數(shù)&3 = I. 18。熱收縮系數(shù)b = I. 013，可得出U2 軋機(jī)上的需補(bǔ)償長(zhǎng)度 L = 15 + 1. 15 + 1. 016 + 1. 18X1. 013 11. 02(m)；UF 軋機(jī)上的需補(bǔ)償長(zhǎng)度 L = 15 + 1. 15X1. 013 ^ 13. 21 (m)。V、在基礎(chǔ)自動(dòng)化上進(jìn)行程序優(yōu)化，根據(jù)其正常軋制エ藝，萬(wàn)能軋機(jī)U2上采用正常軋制エ藝時(shí)的正常串動(dòng)值X = -I. 79mm，在需補(bǔ)償長(zhǎng)度L = 11. 02m上根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量 Ql = 3. 5mm確定萬(wàn)能軋機(jī)U2上的下水平輥4的串動(dòng)值X = x+Ql = -I. 79+3. 5 = I. 71 (mm)， 即將萬(wàn)能軋機(jī)U2上的下水平輥4疊加向腿側(cè)的3. 5mm的串動(dòng)量，當(dāng)萬(wàn)能軋機(jī)U2軋件軋出長(zhǎng)度為11. 02m時(shí)，其下水平輥4的串動(dòng)值X由初始的I. 71mm變?yōu)檎５?1. 79mm;UF軋機(jī)采用與U2同樣的方法進(jìn)行補(bǔ)償根據(jù)其正常軋制エ藝，萬(wàn)能軋機(jī)UF上正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值X = I. 2mm，在需補(bǔ)償長(zhǎng)度L= 13. 21m上根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量Q2 =
3.16mm確定萬(wàn)能軋機(jī)U2上的下水平輥4的串動(dòng)值X = x+Ql = I. 2+3. 16 = 4. 36 (mm)，即將萬(wàn)能軋機(jī)UF上的下水平輥4疊加向腿側(cè)的3. 16mm的串動(dòng)量，當(dāng)萬(wàn)能軋機(jī)U2軋件軋出長(zhǎng)度為13. 21m時(shí)，其下水平輥4的串動(dòng)值X由初始的4. 36mm變?yōu)檎５?.2mm。VI、根據(jù)液壓響應(yīng)速度監(jiān)測(cè)成品對(duì)稱F是否出現(xiàn)突變點(diǎn)。從萬(wàn)能軋機(jī)U2及萬(wàn)能軋機(jī)UF液壓的響應(yīng)速度看，響應(yīng)時(shí)間為250毫秒，軋制速度為2. 4m/s,則對(duì)應(yīng)軋件長(zhǎng)度為 600mm,經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)不存在任何突變點(diǎn)。利用常規(guī)軋制方法和本實(shí)施例方法生產(chǎn)的60kg/mU75V鋼軌對(duì)稱f的波動(dòng)曲線圖參見(jiàn)圖6，前15米對(duì)稱波動(dòng)對(duì)比如下表I。表I
權(quán)利要求
1.鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于包括以下步驟Ⅰ、根據(jù)常規(guī)軋制生產(chǎn)獲取需軋制鋼軌在正常軋制情況下的對(duì)稱f的檢測(cè)曲線，得出對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I和在分布長(zhǎng)度I上對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q，對(duì)稱 f = F1-F2，式中，F(xiàn)l為鋼軌上腿長(zhǎng)度，F(xiàn)2為鋼軌下腿長(zhǎng)度；II、以萬(wàn)能軋機(jī)的可串動(dòng)輥為補(bǔ)償輥，根據(jù)對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q確定與補(bǔ)償輥的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q ;III、根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q選擇n個(gè)道次作為補(bǔ)償?shù)来?，將軋輥串?dòng)補(bǔ)償值Q分配至各補(bǔ)償?shù)来危琻為補(bǔ)償?shù)来蔚臄?shù)量，n為正整數(shù)，Ql+……+Qn = Q，并且，越靠近成品孔道次， 單個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊涎a(bǔ)償輥的軋輥串動(dòng)補(bǔ)償量Qn的絕對(duì)值Qn越??；IV、根據(jù)對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度I確定出需補(bǔ)償長(zhǎng)度L；V、在軋制鋼軌時(shí)，在鋼軌需補(bǔ)償長(zhǎng)度L上根據(jù)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q確定補(bǔ)償輥的串動(dòng)值 X = x+Qn，其中X為正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值；當(dāng)達(dá)到需補(bǔ)償長(zhǎng)度L后，所述補(bǔ)償輥的串動(dòng)值X回復(fù)到正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值X。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于在步驟II中，軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q采用下式確定軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q = qXb + cl，式中，Q——軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值，直接影響鋼軌上腿或下腿的厚度，単位mm ；q——在分布長(zhǎng)度I上對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差，簡(jiǎn)稱對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差，單位mm ；b——熱收縮系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，b G [1.012， I. 014]；Cl——展寬系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，Cl G
。
3.如權(quán)利要求I所述的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于當(dāng)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q 滿足IqI >3.5_吋，則將軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值q分配在至少兩個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊?，使得單個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊系能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量Qn滿足|Qn|彡3. 5mm,當(dāng)軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q滿足|Q|彡3. 5mm時(shí)， 則只在一個(gè)軋制道次上完成軋輥串動(dòng)的補(bǔ)償。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于在步驟II中， 需補(bǔ)償長(zhǎng)度L按照下式進(jìn)行確定，L = 1 + aXb,式中L——待軋制鋼軌實(shí)際需補(bǔ)償長(zhǎng)度，単位m ；I——正常軋制時(shí)對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度，簡(jiǎn)稱分布長(zhǎng)度，單位m ；a——伸系數(shù)，與鋼軌軋制過(guò)程中各道次的變形量有夫，設(shè)補(bǔ)償?shù)来螢橛砷_(kāi)坯指向成品孔的倒數(shù)第j道次，則a = alXa2Xa3X…Xaj,式中，aj為倒數(shù)第j道次的延伸系數(shù),為根據(jù)軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)；b——熱收縮系數(shù)，為根據(jù)軋制鋼種的軋制經(jīng)驗(yàn)確定的無(wú)量綱常數(shù)，b G [1.012， I. 014]。
5.如權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于在步驟V后進(jìn)行以下步驟VI、檢測(cè)成品鋼軌補(bǔ)償段至正常軋制段之間過(guò)渡區(qū)域?qū)ΨQ f的突變情況。
6.如權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于所述的分布長(zhǎng)度I和需補(bǔ)償長(zhǎng)度L均從鋼軌指向軋機(jī)的端頭開(kāi)始連續(xù)計(jì)算。
7.如權(quán)利要求6所述的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于需補(bǔ)償長(zhǎng)度LS2m。
8.如權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，其特征在于對(duì)軋件各部位軋制カ進(jìn)行AGC控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)控制精度的鋼軌對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)控制方法，包括以下步驟根據(jù)鋼軌在正常軋制情況下的對(duì)稱f的檢測(cè)曲線得出對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)異常部分在鋼軌上的分布長(zhǎng)度l和對(duì)稱波動(dòng)的平均偏差q，確定出軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q；以萬(wàn)能軋機(jī)的可串動(dòng)輥為補(bǔ)償輥，將軋輥串動(dòng)補(bǔ)償值Q分配至各補(bǔ)償?shù)来?，使得單個(gè)補(bǔ)償?shù)来紊系能堓伌畡?dòng)補(bǔ)償量Qn滿足|Qn|≤3.5mm，確定出需補(bǔ)償長(zhǎng)度L，在需補(bǔ)償長(zhǎng)度L上調(diào)整補(bǔ)償輥的串動(dòng)值X＝x+Qn，其中x為正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值，當(dāng)達(dá)到需補(bǔ)償長(zhǎng)度L后，補(bǔ)償輥的串動(dòng)值X回復(fù)到正常軋制時(shí)的正常串動(dòng)值x。本發(fā)明有效控制了鋼軌的對(duì)稱通長(zhǎng)波動(dòng)，減少了軋制偏差，不需額外設(shè)備，主要用于鋼軌軋制控制。
文檔編號(hào)B21B37/16GK102601126SQ20121006116
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者文本超, 楊偉, 鄧淑惠, 鄧銳, 陳光勇, 陶功明, 黃中偉 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司